生物質(zhì)炭氣化爐爐壁結(jié)焦問題的分析與處理

1、山東大學(xué)碩士學(xué)位論文目錄摘要IABSTRACTIll主要符號表VII緒論11. 1國內(nèi)外生物質(zhì)能源發(fā)展現(xiàn)狀11. 2生物質(zhì)氣化研究開發(fā)簡介31.3我國生物質(zhì)能源發(fā)展意義41.4兩段式生物質(zhì)氣化工藝51.5爐壁結(jié)焦的危害81.6本章小結(jié)102. 生物質(zhì)炭氣化爐的工業(yè)化設(shè)計和實(shí)驗(yàn)分析 122. 1小型工業(yè)化實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷脑O(shè)計122. 1.1系統(tǒng)熱平衡計算122. 1. 2生物質(zhì)炭氣化爐工業(yè)化實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ驮O(shè)計152. 2生物質(zhì)炭氣化爐的實(shí)驗(yàn)分析222. 2. 1實(shí)驗(yàn)結(jié)果232. 2. 2實(shí)驗(yàn)分析242. 3氣化爐結(jié)焦理論分析282. 4本策小結(jié)283. 生物質(zhì)炭流化床氣化爐結(jié)焦改進(jìn)設(shè)計和實(shí)驗(yàn)303. 1流化

2、床氣化爐結(jié)焦改進(jìn)設(shè)計303. 1. 1基本參數(shù)計算303. 1. 2氣化參數(shù)及產(chǎn)物模擬計算303. 2流化床反應(yīng)爐實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷慕?23. 2. 1試驗(yàn)操作規(guī)程323. 2. 2冷態(tài)實(shí)驗(yàn)操作步驟333. 2. 3氣化實(shí)驗(yàn)啟動操作步驟343. 2.4氣化運(yùn)行過程操作步驟353. 2. 5氣化實(shí)驗(yàn)停機(jī)操作步驟363. 2. 6氣化調(diào)節(jié)過程問題處理方案363. 3布風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計373. 3. 1旋風(fēng)布風(fēng)器383. 3. 2板式布風(fēng)器設(shè)計393. 3. 3流化床氣化爐布風(fēng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化413. 3.4實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析413. 4氣化工藝改進(jìn)優(yōu)化設(shè)計（高溫氣化劑）433. 4. 1工藝優(yōu)化目的433.4. 2工

3、藝計算433. 5本章小結(jié)454固定床氣化爐結(jié)焦改進(jìn)設(shè)計464.1固定床廂式氣化爐設(shè)計464. 2氣化爐布風(fēng)方式改進(jìn)設(shè)計464. 3固定床出灰系統(tǒng)改進(jìn)設(shè)計474. 3. 1出灰工藝改進(jìn)494. 3. 2氣化實(shí)驗(yàn)504. 3. 3分段出灰優(yōu)化改進(jìn)514. 3. 4改造實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證524. 4本章小結(jié)535. 結(jié)論與展望545. 1結(jié)論545. 2創(chuàng)新點(diǎn)555. 3不足與展望55參考文獻(xiàn)57致謝60攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文和參加科研情況61山東大學(xué)碩士學(xué)位論文CONTENTSChinese Contents IABSTRACT HINomenclature VIL Introduction-11.1

4、 Status of biomass energy development at home and abroad11.2 Introduction to the research and development of biomass gasification31.3 Significance of biomass energy development41.4 Two-stage biomass gasification process51.5 Harm of coking furnace wall81.6 Summary102. The industrial design and experi

5、mental analysis of biochar gasifier122.1 Design of experimental model of small scale industrialization122.1.1 Thermal balance calculation122.1.2 Industrial experimental model design of biochar gasifier152.2 Biochar gasifier experimental analysis22221 Experimental results232.2.2 Experimental analysis

6、242.3 Theoretical analysis of coking in gasifier282.4 Summary283 Improved design and experiment to alleviate coking in the fluidized-bed biochar gasifier303.1 Improved design of alleviating coking in fluidized bed gasifier303 1 1 Basic parameters calculation303.1.2 Simulation of gasification paramet

7、ers and product303.2 Experimental models established in a fluidized bed reactor323.2.1 Operating instructions of experiment323.2.2 Cold experimental procedure333.2.3 Gasification start-up procedure343.2.4 Gasification operation procedure353.2.5 Gasification shutdown procedure363.2.6 Adjustment progr

8、am of problem in gasification process363.3 Optimum design of air distribution system-37in山東大學(xué)碩士學(xué)位論文3.3.1 Introduction of cyclone type of air distribution3833.2 Design of the plate type air distribution 393.33 Structure optimization of air distribution in fluidized bed gasification 413.3.4 Results of

9、 experiment and analysis 413.4 Improvement and optimal design of Gasification Process (high temperaturegasification agent)-433.4.1 Purposes of process optimization433.4.2 Process calculation433.5 Summary454.1mpreved Design of coking in the fixed-bed gasifier464.1 Van fixed-bed gasifier design464.2 G

10、asifier design to improve air distribution condition464.3 Improved Design of ash discharge system in fixed bed4743.1 Improvement of ash discharge process494.3.2 Gasification experiment504.3.3 Improved Design of segmental ash discharge514.3.4 Experiments verification524.4 Summary535. Conclusion and O

11、utlook545.1 Conclusion545.2 Innovation555.3 Insufficient and Outlook55References57Acknowlcd60Published papers&National invention patents applied for master degree61山東大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要本文提出在兩段式生物質(zhì)干憎-氣化發(fā)電工藝中，影響氣化爐工業(yè)化推廣的 主要問題為氣化爐爐壁的結(jié)焦問題。兩段式氣化工藝可以解決生物質(zhì)氣化產(chǎn)生的 焦油，佢是作為兩段式氣化工藝中，生物質(zhì)炭為氣化的原料，由于該物料和生物 質(zhì)原料本身在物理特性和化學(xué)特

12、性上的差異，現(xiàn)有的氣化爐結(jié)構(gòu)并不能很好的適 應(yīng)該反應(yīng)原料。在運(yùn)行過程中雖大的問題就是爐壁的結(jié)焦。根據(jù)目前通用的生物質(zhì)原料氣化爐設(shè)計開發(fā)的氣化爐對生物質(zhì)炭的適應(yīng)性 較差，生物質(zhì)炭固有的燃燒特性造成了氣化爐內(nèi)反應(yīng)過程中極易出現(xiàn)超溫現(xiàn)彖。 所以解決氣化爐爐壁結(jié)焦的關(guān)鍵問題一方面就是使氣化爐的布風(fēng)系統(tǒng)更加有效 的工作，使物料和氣化劑充分接觸反應(yīng)完全。另一方面就是便氣化爐的推灰系統(tǒng) 將爐內(nèi)物料順利排出，且排灰過程對氣化爐內(nèi)的反應(yīng)要不會產(chǎn)生彩響。在此基礎(chǔ) 上進(jìn)行氣化爐的優(yōu)化工作。對沆化床氣化爐優(yōu)化和改進(jìn)過程中進(jìn)行了布風(fēng)系統(tǒng)和氣化工藝的優(yōu)化，主要 包括布風(fēng)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化和設(shè)計，對布風(fēng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行試驗(yàn)同時針對蔚殼炭燃

13、燒速度較 慢的特點(diǎn)采用島溫氣化劑氣化工藝.通過改造后試騙發(fā)現(xiàn).牛物質(zhì)炭在流化床內(nèi) 流化效果和燃燒效果并不理想，流化床物料的結(jié)焦為小的顆粒狀結(jié)焦，隨著反應(yīng) 時間的延長粒狀結(jié)焦會在氣化爐內(nèi)堆積造成爐體堵塞。對固定床的爐壁結(jié)焦改進(jìn)設(shè)計中，采用了新型的廂式氣化爐的設(shè)計，其優(yōu)點(diǎn) 在于爐體的截面為長方形結(jié)構(gòu)，根據(jù)氣化爐的處理量和氣化劑嵐確定氣化爐的截 面中短邊的長度。在氣化爐兩側(cè)均勻布置多個進(jìn)氣直管，進(jìn)氣支管設(shè)置調(diào)節(jié)閥門， 可以調(diào)節(jié)支管附近的氣化劑通入量在多個進(jìn)氣支管的共同作用下可以使氣化劑 均勻的通入氣化爐爐體，且氣化爐在反應(yīng)過程中根據(jù)某個區(qū)域溫度的變化可以調(diào) 節(jié)氣化爐該區(qū)域的氣化劑通入量.有效的控制爐溫。對固定床結(jié)焦改進(jìn)